專利名稱：一種白色微珠狀白炭黑的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白炭黑的生產(chǎn)工藝，具體地說，是一種白色微珠狀白炭黑的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
白炭黑的化學名稱是水合無定形二氧化硅，分子式為Si02 nH20，是橡膠和塑料工 業(yè)中廣泛應用的一種補強填充劑，具有多孔、比表面積大、吸水性強、耐高溫、電絕緣性好等 眾多優(yōu)點。生產(chǎn)白炭黑最主要的方法是沉淀法和氣相法，氣相法因為工藝復雜和成本高昂 而用之較少，而以硅酸鈉和硫酸為主要原料的傳統(tǒng)沉淀法主要采用離心式干燥設(shè)備，所得 產(chǎn)品為粉末狀，在使用過程中極易飛散，對環(huán)境造成很大的污染。造粒壓塊可以有效解決粉 末飛散的問題，但是造粒產(chǎn)品的分散性差，不利于白炭黑充分發(fā)揮其優(yōu)異的補強填充作用。
如何將環(huán)保性與高分散性融于一體，是新一代白炭黑產(chǎn)品的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種白色微珠狀白炭黑的生產(chǎn)工藝，該工藝成本低廉、方法
簡單、安全環(huán)保，生產(chǎn)出的白炭黑既環(huán)保而極易分散。 上述目的是通過如下技術(shù)手段實現(xiàn)的 以硅酸鈉和濃硫酸為主要原料，經(jīng)過溶解、合成、壓濾、漿化、干燥等步驟，在干燥 過程中先后采用了壓力式干燥和流化床干燥的工藝，生產(chǎn)出既環(huán)保又極易分散的微珠狀白 炭黑。 具體的生產(chǎn)工藝包括如下步驟 (1)溶解將固體硅酸鈉(Na20 *nSi02)和水按照2 : 1的質(zhì)量比加入溶解滾筒中， 通入潔凈的天然氣或者熱空氣，在0. 4 0. 8Mpa的壓力下充分溶解2 3小時，濾出沉淀物 后得到透明無雜質(zhì)的液體水玻璃，其中Na20 nSi02的波美度(15. 6°C )為30 38° B6 ;
(2)調(diào)節(jié)向步驟(1)的液體水玻璃中加入其質(zhì)量1/4 1/8的水，以調(diào)整其中 Na20 nSi02的波美度(15. 6°C )至20 30° B6 ; (3)合成將步驟(2)中調(diào)整后的液體水玻璃與濃度為98%的濃硫酸按照(15 16) : 1的體積比同時加入合成反應釜中，在8(TC 98t:的溫度下反應90分鐘，反應過 程中保證反應釜中Na20的殘留當量濃度為7. 0±0. 5，再滴加98%的濃硫酸將ffl調(diào)至 4.6士0.5，得到二氧化硅料漿； 反應方程式如下Na20 nSi02+H2S04 — nSi02+Na2S04+H20 ;
其中模數(shù)n為3. 2 3. 5 ; (4)壓濾將步驟(3)得到的二氧化硅料漿經(jīng)過壓濾機，先在0. 4 0. 6Mpa的壓力 下進料10 20分鐘，然后在0. 5 0. 6Mpa的壓力下洗滌30 60分鐘，再在0. 4 0. 8Mpa 的壓力下壓榨1 5分鐘，最后在0. 4 0. 8Mpa的壓力下吹入潔凈的天然氣或者熱空氣 1 5分鐘，以除去其中的雜質(zhì)Na^(V形成濾餅，保證濾餅中的含固量為20. 0% 24. 0%、 硫酸鹽含量《2.0% ;
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(5)漿化將步驟(4)得到的濾餅加入漿化罐中，用攪拌器液化成糊狀的液體；
(6)干燥將步驟(5)得到的液體先在壓力式噴干設(shè)備中干燥，再通過流化床進行 二次干燥，即得到本發(fā)明的白色微珠狀白炭黑。 本發(fā)明以價格低廉的硅酸鈉和濃硫酸為主要原料，經(jīng)過溶解、調(diào)節(jié)、合成、壓濾、漿 化、干燥幾個簡單的工藝步驟，特別是在干燥過程中先后采用了壓力式干燥和流化床干燥 的二次干燥工藝，既使得干燥更加徹底，又可以通過調(diào)節(jié)壓力式噴干設(shè)備中噴槍的孔徑大 小和物料的進料壓力以及含固量來實現(xiàn)對于微珠狀顆粒大小的控制，從而制備出顆粒均勻 易分散的微珠狀白炭黑。用本發(fā)明生產(chǎn)工藝制備出的微珠狀白炭黑不易飛散到空氣中、安 全環(huán)保，同時具有極好的分散性。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
進一步描述本發(fā)明，由技術(shù)常識可知，本發(fā)明也可通過其 它的不脫離本發(fā)明技術(shù)特征的方案來描述，因此所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明范圍內(nèi) 的改變均被本發(fā)明包含。
實施例1 : (1)將固體硅酸鈉(Na20 'nSiO》和水按照2 : 1的質(zhì)量比加入溶解滾筒中，通入 潔凈的熱空氣，在0. 4 0. 8Mpa的壓力下充分溶解2 3小時，濾出沉淀物后得到透明無 雜質(zhì)的液體水玻璃，其中Na20 nSi02的波美度(15. 6°C )為30 38° B6 ;
(2)向步驟(1)的液體水玻璃中加入其質(zhì)量1/4 1/8的水，以調(diào)整其中 Na20 nSi02的波美度(15. 6°C )至20 30° B6 ; (3)將步驟(2)中調(diào)整后的液體水玻璃與濃度為98%的濃硫酸按照15 : 1的體 積比同時加入合成反應釜中，在80°C 98°C的溫度下反應90分鐘，反應過程中保證反應釜 中Na20的殘留當量濃度為7. 0±0. 5，滴加98%的濃硫酸將1^調(diào)至4. 6±0. 5，得到二氧化 硅料漿； (4)將步驟(3)得到的二氧化硅料漿經(jīng)過壓濾機，先在0. 4 0. 6Mpa的壓力下進 料10 20分鐘，然后在0. 5 0. 6Mpa的壓力下洗滌30 60分鐘，再在0. 4 0. 8Mpa的 壓力下壓榨1 5分鐘，最后在0. 4 0. 8Mpa的壓力下吹入潔凈的天然氣或者熱空氣1 5分鐘，以除去其中的雜質(zhì)Na^(V形成濾餅，保證濾餅中的含固量為20.0^ 24.0^、并且 硫酸鹽含量《2. 0%，確保液體的粘度在1000 2000cp。并控制固含量不小于18% ;
(5)將步驟(4)得到的濾餅加入漿化罐中，用攪拌器液化成糊狀的液體；
(6)控制進料壓力為1. 5 2Mpa，將步驟(5)得到的液體先在丹麥NIRO公司的 TFD-800-N/B-FB10型壓力式噴干設(shè)備中以2500kg/h的速率進行干燥，再通過流化床進行 二次干燥，水分控制在6. 0 7. 0%，通過袋濾器將細粉分離出去，即得到白色微珠狀白炭 黑。
權(quán)利要求
一種白色微珠狀白炭黑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟(1)溶解將固體硅酸鈉(Na2O·nSiO2)和水按照2∶1的質(zhì)量比加入溶解滾筒中，通入潔凈的天然氣或者熱空氣，在0.4～0.8Mpa的壓力下充分溶解2～3小時，濾出沉淀物后得到透明無雜質(zhì)的液體水玻璃，其中Na2O·nSiO2的波美度(15.6℃)為30～38°Bé；(2)調(diào)節(jié)向步驟(1)的液體水玻璃中加入其質(zhì)量1/4～1/8的水，以調(diào)整其中Na2O·nSiO2的波美度(15.6℃)至20～30°Bé；(3)合成將步驟(2)中調(diào)整后的液體水玻璃與濃度為98％的濃硫酸按照(15.0～16.0)∶1的體積比同時加入合成反應釜中，在80℃～98℃的溫度下反應90分鐘，反應過程中保證反應釜中Na2O的殘留當量濃度為7.0±0.5，再滴加98％的濃硫酸將PH調(diào)至4.6±0.5，得到二氧化硅料漿；反應方程式如下Na2O·nSiO2+H2SO4→nSiO2+Na2SO4+H2O；其中模數(shù)n為3.2～3.5；(4)壓濾將步驟(3)得到的二氧化硅料漿經(jīng)過壓濾機，先在0.4～0.6Mpa的壓力下進料10～20分鐘，然后在0.5～0.6Mpa的壓力下洗滌30～60分鐘，再在0.4～0.8Mpa的壓力下壓榨1～5分鐘，最后在0.4～0.8Mpa的壓力下吹入潔凈的天然氣或者熱空氣1～5分鐘，以除去其中的雜質(zhì)Na2SO4，形成濾餅，保證濾餅中的含固量為20.0％～24.0％、硫酸鹽含量≤2.0％；(5)漿化將步驟(4)得到的濾餅加入漿化罐中，用攪拌器液化成糊狀的液體；(6)干燥將步驟(5)得到的液體先在壓力式噴干設(shè)備中干燥，再通過流化床進行二次干燥，即得到白色微珠狀白炭黑。
全文摘要
一種白色微珠狀白炭黑的生產(chǎn)工藝，以硅酸鈉和濃硫酸為主要原料，經(jīng)過溶解、合成、壓濾、漿化、干燥等步驟，特別是在干燥過程中先后采用了壓力式干燥和流化床干燥的工藝，生產(chǎn)出既環(huán)保又極易分散的微珠狀白炭黑。
文檔編號C01B33/12GK101786633SQ201010114649
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者陳南飛 申請人:無錫恒誠硅業(yè)有限公司